Коммутационные перенапряжения и их ограничение

Природа коммутационных перенапряжений определяется колебатель­ными свойствами электрических сетей высокого напряжения, поэтому по форме они представляют из себя колебательные импульсы (рис. 15.11). Колебания напряжения происходят вокруг устанавливающегося после завершения переходного процесса значения напряжения. Кривая / отно­сится к случаю, когда в результате коммутации в системе устанавливается рабочее напряжение, кривая 2 — к случаю, когда линия электропередачи (оборудование) отключаются от источников напряжения. Максимальные значения перенапряжений зависят от многих факторов, среди которых важ­ную роль играют схема электрической сети, характеристики коммутирую­щих аппаратов (выключателей, разъединителей, короткозамыкателей и т.д.).

Коммутационные перенапряжения могут достигать (3—3,5) U_Ф. Опас­ность коммутационных перенапряжений состоит в том, что их значения в большинстве случаев превосходят уровни изоляции электроустановок 330 кВ (2,7 U_Ф), 500 кВ (2,5 U_Ф), 750 кВ (2,1U_Ф) и 1150 кВ (1,8U_Ф). Характерные длины фронтов импульсов коммутационных перенапряжений — сотни и тысячи микросекунд. Стандартизованная форма апериодического

импульса, принятая для расчёта электрической изоляции: время подъема напряжения до максимума 250 ± 50 мкс, длительность импульса от начала до момента, когда напряжение понижается до половины максимального значе­ния, 2500 ± 500 мкс. Кратко такой импульс обозначается как 250/2500 мкс.

Принудительное ограничение коммутационных перенапряжений явля­ется отличительной чертой электропередач сверхвысокого напряжения (СВН), хотя некоторые из используемых там защитных мероприятий при­меняются и в электроустановках с напряжением 220 кВ и ниже.

Технико-экономическое обоснование мер защиты от перенапряжений включает в себя оценку характеристик ущерба вследствие повреждения, простоя или внеочередного ремонта электрооборудования сети, а также вследствие порчи оборудования, брака продукции, нарушения технологи­ческого процесса у потребителей.

Зашита от коммутационных перенапряжений основана на следующих принципах:

на ограничении числа режимов, в которых могут возникать опасные перенапряжения, с помощью схемных мероприятий;

на ограничении амплитуд установившихся перенапряжений переход­ного процесса;

на ограничении амплитуд коммутационных перенапряжений с помо­щью вентильных разрядников или встроенных в выключатели шунтирую­щих сопротивлений.